【文章內容簡介】 并要求式中 PM—負載所要求的電機軸輸出功率 —并聯(lián)電機的臺數(shù) ns—同時啟動的臺數(shù) ?—電機效率，?= Ks—電動啟動電流與電機額定電流之比值負載所要求的電機軸輸出功率 K—電流波形的修正系數(shù)，PWM方式取 PCN—變頻器容量，KVA ICN—變頻器額定電流，A 各執(zhí)行機構的變頻器 根據(jù)起重機電機驅動的特性和技術要求，采用帶測速反饋接口的MASTERDRIVE6SE70系列變頻器作為主、副起升機構的電機驅動，MASTERDRI Vector 6SE440系列變頻器作為大、小行車行走機構的電機驅動，6SE440系列是一種通用性高性能矢量控制型變頻器，功能強，價格低，完全滿足行走機構的需求。 起重機大車運行方向有前后，小車運行方向有左右要求，根據(jù)運行速度至少要求分為檔，加減速時間為，通常小車行走機構采用一臺電機，而大車行走機構須采用2臺電機，大、小車本身的慣性也較大，為防止電機被倒拖處于發(fā)電狀態(tài)時產(chǎn)生過電壓，因此大小車變頻器都配置了制動單元及制動電阻來釋放能量。起重機整個電氣系統(tǒng)由系列PLC進行控制，變頻器通過開關量端子接受PLC控制信號。為了減小對電網(wǎng)的諧波污染，每個變頻器均加有輸入電抗器，它不僅減小了高次諧波分量，同時也抑制了輸入電流峰值，有利于提高整流二極管使用壽命。電流輸入端采用斷路器作為變頻器的短路保護。通過利用上述公式的計算，改造后的橋式起重機各執(zhí)行機構的變頻器如表32所示。 表 32 橋式起重機各執(zhí)行機構的變頻器 變頻器型號 額定功率/電流主起升機構6SE70272—ED6137KW/48A副起升機構6SE70274—7ED6122KW/47A大車運行機構6SE6440—2AD3115KW/30A小車運行機構6SE6440—2AD25 、變頻器主要參數(shù)設置首先將所用電機銘牌數(shù)據(jù)輸入P80—P85，大車變頻器應輸入幾個電機的總電流及總功率，并且大車變頻器帶有幾個電機時應運行于線性頻率/電壓特性，速度變化采用固定頻率的迭加，同時利用變頻器的制動器接通、斷開功能由RL2輸出繼電器觸點控制機械制動器，使行走機構在電機停止時不會由于外力而隨意移動。如表33所示 表 33 變頻器主要參數(shù)設置 參數(shù)號 參數(shù)值 說明P0026加速時間 秒P0036減速時間 秒P00551檔速度P0063附加速度給定P0070開關量輸入控制P0516固定頻率5開關P0526固定頻率4開關P0536固定頻率3開關P05410故障復位P0551運行右轉P03562運行左轉P0465固定頻率5P04415固定頻率4P04325固定頻率3P0616故障P0624外部制動控制P0770V/f特性（大車多電機）P0771FCC特性（小車單電機） 變頻器系統(tǒng)器件由斷路器、接觸器、電抗器、變頻器、制動電阻及制動單元組成。 為避開變頻器投入時直流回路電容器的充電電流峰值，為此變頻器配置的斷路器容量應為電機額定電流的倍，整定值為斷路器額定值的倍。 接觸器在變頻器主回路中僅在變頻器輔助器件或控制回路故障時起斷開主回路的作用，一般不作回路開斷器件用，故可按電機額定電流選用接觸器容量，無須按開斷次數(shù)考核其壽命。 交流電抗器當變頻器直接連接于一個大容量的電源變壓器(600kVA以上或離電源變壓器很近安裝)時，或電網(wǎng)回路中接有移相電容器，可能會在電網(wǎng)中產(chǎn)生過峰值電容，致使變頻器損壞。為此，在變頻器的輸入端加接交流電抗器，以抑制變頻器造成的高頻峰值電流，或電容器開斷造成的峰值電流對變頻器的危害。同時，交流電抗器的接入還可起到降低電機噪聲、改善起動轉矩、在電機輕載時改善電機功率因數(shù)的作用。 交流電抗器容量按電機容量配置，可參見變頻器生產(chǎn)廠推薦的配置表或按下列公式計算： 公式中 L一電抗器容量，H U一額定電壓，V I一電機額定電流，A；電抗電流值為電機額定電流的倍 f一最大周波數(shù)，Hz (2%一5%)U的選擇根據(jù)速比要求定，速比愈大百分比愈大。在變頻器與變壓器單臺獨配的系統(tǒng)中無須配置電抗器。 制動單元 為減小大慣性系統(tǒng)的減速時間，解決變頻器直流電路上的過電壓問題。常在其直流電路中加接一檢測直流電壓的晶體管。一旦直流回路電壓超過一定的界限，該晶體管導通，并將過剩的電能通過與之相接的制動電阻器轉化為熱能耗。在能量消耗的同時加速了轉速的減小，該能量消耗得愈多，制動時間愈小，此裝置即為變頻器的制動單元。 借助制動單元，消耗電機發(fā)電制動狀態(tài)下從動能轉換來的能量。 公式中 一直流回路電壓，V TB一制動轉矩，Nm TM一電機額定轉矩(在附加電阻制動的情況下，電機自損耗約為電機額定功率 的20%左右)，Nm n一電機額定轉矩(在附加電阻制動的情況下，電機額定轉速)r/min在制動晶體管和制動電阻構成的能耗回路中最大電流受晶體管許用電流的限制，因此在選擇制動電阻值時不可小于其最小制動電阻值。即 （W） 式中 一直流回路電壓，v 一制動晶體管允許的最大電流，A 因此，制動電阻應RB按的關系選用。 式中 GD2M —電機轉子飛輪轉矩之和，Nm TL一負載轉矩，Nm n1一減速開始時轉速，r/min n2一減速結束時轉速，r/min 一減速時間，s 制動時平均消耗功率的計算如下: 電阻器額定功率計算 考慮到制動時間的不連續(xù)性，電阻器的額定功率Pr0(許用功率)，可按許用功率增加系數(shù)m(m=Pr0/Pr)和制動電阻使用率D之間的關系曲線，由關系曲線可查得m值，再由用Pr=Pr0/m求得電阻器實配功率。 由于高次諧波的驅動效應，電纜的實際使用面積減少，單位實際工作電阻增大，電纜壓降有增大的趨勢，故所配電纜一般大于常規(guī)使用值。如轉換器與電機間的主回路配線不當，將會是電壓下降較多，從而降低電機轉矩，增大電機電流，引起電機過熱。近年來變頻器廠家將變頻器額定電壓設計成稍低于電源電壓，如380V電源用變頻器標稱電壓為360V等，有利于輸電線容量的降低。 綜上所述，變頻自身特性及合理選擇是驅動系統(tǒng)設計成功的首要因素，但輔件配置的恰當與否同樣不容忽視。4可編程序控制器在橋式起重機變頻控制系統(tǒng)中的應用 PLC的系統(tǒng)組成與各部分的作用 PLC是一種通用的工業(yè)控制裝置，其組成與一般的微機系統(tǒng)基本相同。按結構形式的不同，PLC可分為整體式和組合式。 整體式PLC是將中央處理器(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、電源、通信接口等組裝成一體，構成主機。另外還有獨立的I/O擴展單元與主機配合使用。主機中，CPU是PLC的核心，I/O單元是連接CPU與現(xiàn)場設備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機等外部設備的連接。 組合式PLC將CPU單元、輸入單元、輸出單元、智能I/O單元、通信單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相連。 還可以利用PC作為編程器，PLC生產(chǎn)廠家配有相應的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程語言的互相轉換。目前PLC使用性能較好的SIEMENS公司、日本的三菱、歐姆龍、美國的AB公司，根據(jù)性價比的選擇，根據(jù)被控對象的I/O點數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，采用SIEMENS公司的S7200系列PLC。 對橋式起重機變頻調速控制系統(tǒng)的基本要求 （1）主、副機構升降速度調節(jié)。 (2)運行機構運行速度調節(jié)。 (3)保護功能:主副機構上升限位、下降限位、大車限位、小車限位、主副機構及大、 小車電機的保護等。 控制系統(tǒng)應由PLC、繼電器、操縱臺各主令控制器、開關、按鈕、指示燈及各部位限位開關等組成。 根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，控制系統(tǒng)應具備的輸入/輸出點數(shù)，名稱、代碼及地址編號如下表41所示。 表 41 控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配 名稱 代碼/ 地址編碼 輸入信號啟動輸入點QA1停止輸入點TA1主鉤超重輸入點CK1副鉤超重輸入點CK2主鉤變頻故障輸入點BRL11副鉤變頻故障輸入點BRL21小車變頻故障輸入點BRL41大車變頻故障輸入點BRL31大車故障輸入點KR3主鉤故障輸入點KR1副鉤故障輸入點KR2小車故障輸入點KR4安全開關輸入點AK主接觸器應答輸入點KM0主鉤起升一檔輸入點主鉤下降一檔輸入點主鉤二檔輸入點主鉤三檔輸入點主鉤四檔輸入點主鉤五檔輸入點主鉤上升限位輸入點XK11主鉤下降限位輸入點XK12副鉤起升一檔輸入點副鉤下降一檔輸入點副鉤二檔輸入點副鉤三檔輸入點副鉤四檔輸入點副鉤五檔輸入點副鉤上升限位輸入點XK21副鉤下降限位輸入點XK22大車左行一檔輸入點大車右行一檔輸入點大車二檔輸入點大車三檔輸入點大車四檔輸入點大車五檔輸入點大車左行限位輸入點XK31大車右行限位輸入點XK32小車前行一檔輸入點小車后行一檔輸入點小車二檔輸入點小車三檔輸入點小車四檔輸入點小車五檔輸入點小車前行限位輸入點XK41小車后行限位輸入點XK42總空開合閘輸